JPWO2015105099A1

JPWO2015105099A1 - 捩り振動低減装置

Info

Publication number: JPWO2015105099A1
Application number: JP2015556805A
Authority: JP
Inventors: 悠宮原; 浩之天野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-01-08
Filing date: 2015-01-06
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2035-01-06
Also published as: US10240658B2; JP6202105B2; WO2015105099A1; CN105899843B; CN105899843A; US20160327118A1

Abstract

捩り振動低減装置のカバー（５）が油圧によって変形した場合、転動体（３）とカバー（５）との緩衝を防止する。トルクコンバータ（Ｔｃ）の内部に回転体（１）が配置される。回転体（１）は、回転中心軸線と平行な方向に貫通して形成された転動室（２）を持つ。転動室（２）の内部に転動体（３）が配置される。トルクの変動に伴って、回転体（１）に対して転動体（３）が、相対的に振り子運動を行う。転動体（３）および転動室（２）がトルクコンバータ（Ｔｃ）内のオイルから遮蔽されるようにカバー（５）によって液密状態に覆われている。カバー（５）には、転動体（３）を挟み付ける方向の変形を抑制する変形規制部（６）が設けられる。

Description

この発明は、慣性質量体の往復運動あるいは振り子運動によって捩り振動を低減させる装置に関するものである。

この種の装置の一例が特開２０１２−１９７８８６号公報に記載されている。この装置は、回転体のトルク変動が生じることにより、その回転体に形成されている転動面に沿って転動体が移動し、その転動体の振り子運動によって回転体の捩り振動を低減させるように構成されている。特に、特開２０１２−１９７８８６号公報に記載されている装置は、トルクコンバータの内部に収容されるように構成されているので、転動体の振り子運動がオイルによって阻害され、あるいは影響を受けないようにするために、転動体および転動面をダンパハウジングによって覆って液密状態の転動室を形成している。

ダンパハウジングは、転動体の自由な振り子運動を補償するためのものであるから、転動体に接触しないように構成される。これに対して、トルクコンバータの内部の油圧は、トルクコンバータが高速で回転した場合に遠心力によって高くなる。また、ロックアップクラッチを内蔵しているトルクコンバータにあっては、ロックアップクラッチを係合させる際に油圧が高くなる。このようにトルクコンバータの内部の油圧が高くなると、ダンパハウジングが変形してその内面に転動体が接触してしまい、このような場合には転動体の自由な振り子運動が阻害されて制振性能が低下したり、あるいは転動体やダンパハウジングの摩耗が進行して耐久性が低下するなどの不都合が生じる可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、転動体および転動室を覆っているカバーの過度な変形を防止して、制振性能や耐久性などに優れた捩り振動低減装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

上記の目的を達成するために、この発明は、トルクコンバータの内部に配置された回転体のトルクの変動に伴ってその回転体に対して相対的に振り子運動を行う転動体が、前記回転体の外周部に前記回転体の回転中心軸線と平行な方向に貫通して形成された転動室の内部に配置され、前記転動体および転動室が前記トルクコンバータ内のオイルから遮蔽されるようにカバーによって液密状態に覆われている捩り振動低減装置において、前記カバーの前記転動体を挟み付ける方向の変形を抑制する変形規制部が設けられていることを特徴とするものである。

この発明においては、前記変形規制部は、前記カバーの一部に形成されて該一部の剛性を他の部分より高くするリブによって構成することができる。

その場合、前記リブは、前記カバーの内面でかつ振り子運動を行う前記転動体に干渉しない箇所に設けられていてよい。

また、この発明では、前記転動室は、前記回転体の回転方向に並んで複数形成され、前記リブは、前記転動室同士の間の部分に対応する箇所に配置されるとともに、前記転動体が前記転動室内で前記リブに近い端部側に移動した際の緩衝を行う緩衝部を備えていてよい。

一方、この発明では、前記変形規制部は、前記カバーの前記転動体に対向する箇所を前記転動体に接近させる方向の荷重を支えて前記箇所が前記転動体に接触しない状態に保持する支柱部によって構成することができる。

その場合、前記支柱部は、前記カバーの前記外周部に対向する内面と該内面に対向する前記回転体の側面との少なくともいずれか一方に設けることができる。

さらに、この発明では、前記転動室は、前記回転体の回転方向に並んで複数形成され、前記支柱部は、前記転動室同士の間の部分に配置されるとともに、前記転動体が前記転動室内で前記支柱部に近い端部側に移動した際の緩衝を行う緩衝部を備えていてよい。

発明の効果

この発明によれば、カバーの外力による変形という従来では着目されていなかった課題に着目して前記変形規制部が設けられ、トルクコンバータの内部の油圧が高くなったとしても、変形規制部によってカバーの変形が抑制されるので、転動体の本来の振り子運動が阻害されることがない。そのため、制振性能が良好になり、また不要な摩擦が生じないので、耐久性を向上させることができる。

また、リブによって前記変形規制部を構成すれば、新たな部品を追加することがないので、捩り振動低減装置の製造性を向上させることができる。特に、カバーの内部にリブを設ければ、捩り振動低減装置の軸長を増大させることなく、カバーと転動体との接触を防止もしくは抑制することができる。

一方、支柱部によって変形規制部を構成すれば、カバーの剛性を特に高くすることなく、カバーと転動体との接触を防止もしくは抑制することができる。そして、リブもしくは支柱部が緩衝部を備えている構成によれば、転動体が転動室の端部内面に衝突したり、これに伴って異音が生じるなどの事態を防止もしくは抑制することができる。

（Ａ）はこの発明に係る捩り振動低減装置における回転体の構成をカバーを外した状態で示す簡略化した正面図、（Ｂ）はカバーの断面形状を示す部分的な断面図である。カバーが油圧によって変形した状態を示す部分的な断面図である。（Ａ）ないし（Ｅ）はこの発明の他の例を示す、図１の（Ｂ）と同様の断面図である。この発明の更に他の実施例を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ線断面図である。この発明のまた更に他の実施例を示し、（Ａ）はカバーおよび回転体を一部破断した正面図、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ線断面図である。

図１はこの発明の一具体例を模式的に示しており、捩り振動を低減するべき部材に取り付けられる回転体（プレート）１の外周部に複数の転動室２が形成されている。これらの転動室２は、回転体１を板厚方向（回転中心軸線に平行な方向）に貫通して形成された貫通部であって、図１に示す例では４箇所に形成されている。その形状は、図１に示すように、回転体１の外周面よりも大きく湾曲した形状であり、模擬的には楕円形もしくは長円形を湾曲させた形状となっている。各転動室２には、回転体１のトルクが変動した場合に慣性力で振り子運動を行う転動体３が収容されている。その転動体３は、回転体１が回転した場合に遠心力によって転動室２のうち回転体１の半径方向で外側の内面（もしくは内縁）に押し付けられ、その内面に沿って転動するように構成され、したがって当該内面が転動面４となっている。また転動体３のうち転動面４に接触する部分は、断面が円形となるように構成されている。したがって、転動体３は単純な円柱状もしくは円筒状の部材であってよく、あるいは両端部にフランジ部を有していてもよい。

この回転体１は、トルクコンバータＴｃの内部に取り付けられるように構成されており、その外周側の部分にはカバー５が取り付けられている。このカバー５は、上記の転動室２および転動体３をトルクコンバータＴｃ内のオイルから遮蔽して転動体３の円滑な振り子運動を補償するためのものであって、図１に示すように、全体として中空のリング状をなし、かつその中空部分が転動室２および転動体３を覆う箱形断面（矩形断面）をなすように構成されている。

上記の各転動室２の間の部分、すなわち各転動室２から前記転動体３の振り子運動の方向に外れた箇所に、カバー５の変形に対して支柱となる変形規制部が設けられている。より具体的には、前記回転体１のうち前記転動室２同士の間の部分はいわゆるスポーク部であり、そのスポーク部を回転体１を板厚方向に貫通したピンタイプ（もしくは軸状）の支柱部６が設けられている。その支柱部６の長さは、上述した転動体３の厚さ（軸長）以上であって、回転体１の左右両面側に等しい長さで突出している。

トルクコンバータＴｃの内部はオイルが充満しているが、転動室２および転動体３とはカバー５に覆われて液密状態に遮蔽されているから、オイルが転動体３に接触することはない。回転体１が回転すると、転動体３は転動室２のうち回転体１の中心から最も遠い箇所に移動させられる。そして、回転体１のトルクが変化してその回転速度が変化すると、転動体３は慣性力によって転動室２の内部で振り子運動を行う。すなわち、転動面４に押し付けられた状態で、転動面４に沿って往復運動する。このような回転体１の捩り振動と転動体３の振り子運動とのずれによって捩り振動が低減させられる。

トルクコンバータＴｃの回転数の増大による遠心力の増大によって油圧が高くなり、あるいはロックアップクラッチ（図示せず）を係合させるべく油圧が高くなると、カバー５に圧縮力が作用してカバー５が変形し、特に面積の広い側面部分が内側に窪むように変形する。その状態を図２に模式的に示してある。カバー５の内部には前述した支柱部６が配置されていて、その長さが転動体３の厚さ以上であるから、支柱部６がカバー５の内側の側面に接触してそれ以上の変形を阻止する。すなわち、カバー５の側面同士の間隔は、転動体３の厚さ以下になることがなく、カバー５と転動体３との接触が回避される。そのため、転動体３の円滑な振り子運動が補償されて制振性能が良好になり、また不要な摩擦や摩耗が防止されて耐久性が向上する。

上述した支柱部６は、少なくともその表面を柔軟構造とすることができる。例えばゴムなどの緩衝部材によって構成してこの発明の実施例における緩衝部とすることができる。したがって、例えば転動体３がフランジ部を有する構成であれば、転動体３が転動室２の端部にまで移動した場合、そのフランジ部が緩衝部に当接するので、転動体３の支柱部６に対する当接もしくは転動室２の端部に対する当接が緩和され、異音を防止もしくは緩和することができる。

この発明は上述した構成以外に、以下に述べる構成とすることができる。図３の（Ａ）は、緩衝部を少なくとも表面に備えている支柱部６を、回転体１に替えてカバー５の内面に取り付けた例である。その支柱部６の取り付け位置は、前述した例と同様に、転動体３に干渉したり、それに伴ってその振り子運動を阻害したりしないように、転動室２を転動体３の振り子運動の方向に外れた位置である。図３の（Ｂ）に示す例は、上記の支柱部６によって回転体１とカバー５の内面とを繋ぐことにより、カバー５の内面を回転体１に固定した例である。

この発明における緩衝部は、支柱部６とは別部材として支柱部６に取り付けることができる。図３の（Ｃ）はその一例を示しており、支柱部６は回転体１を貫通した状態で回転体１に取り付けられ、その両端部（回転体１から突出している端部）には、ゴムなどの緩衝部材７が嵌合させられて、支柱部６を被覆している。図３の（Ｄ）に示す例は、カバー５の側面に取り付けた支柱部６にゴムなどの緩衝部材７を嵌合させた例である。図３の（Ｅ）に示す例は、回転体１とカバー５の側面とを繋いだ状態に支柱部６を設け、その支柱部６の外周面をゴムなどの緩衝部材７によって被覆した例である。

これら図３の（Ａ）ないし（Ｅ）に示すいずれの構成であっても、前述した図１および図２に示す例と同様に制振性能および耐久性を向上させることができるとともに、異音の発生を防止もしくは抑制することができる。言い換えれば、この発明の実施例における捩り振動低減装置によれば、カバー５自体の強度もしくは剛性を高くする必要がないので、カバー５を薄肉化して装置の全体としての軽量化を図ることができる。また、支柱部６が緩衝機能を備えることになるので、部品点数の削減を図って低コスト化することができる。

つぎにこの発明の他の実施例について説明する。この発明は、カバー５が外圧に耐えて転動体３に接触しないように構成されていてよく、以下に述べる実施例では、カバー５の剛性を高くしてカバー５の変形を抑制することにより、カバー５が転動体３に接触しないように構成されている。図４の（Ａ）および（Ｂ）に示す例は、カバー５の左右両側壁部（軸線方向を向いている平坦な側壁部）５Ａの外面にリブ８を形成した例である。リブ８は、カバー５の外面の一部を線状もしくは帯状に盛り上げた部分であり、図４に示す例では、カバー５の外面の複数箇所に放射状に形成されている。なお、そのリブ８の形状は、例えば側壁部５Ａの中央部に側壁部５Ａと同心円状に設けた環状のリブであってもよく、あるいは十字形状などの他の形状であってもよい。

平坦で広い面積の側壁部５Ａは、リブ８の部分で厚肉になっているから、その部分の断面二次モーメントが大きくなり、曲げに対する剛性が高くなっている。したがって、カバー５の外部の圧力（例えば油圧）が高くなっても、その側壁部５Ａが転動体３に接触するほどには変形しない。言い換えれば、設計上想定される圧力によるカバー５の変形量が、転動体３に接触しない変形量になるように前記リブ８の形状が決められ、また断面二次モーメントが決められている。したがって、図４に示す実施例においても、前述した実施例におけるのと同様に、転動体３の円滑な振り子運動が補償されて制振性能が良好になり、また不要な摩擦や摩耗が防止されて耐久性が向上する。

図５（Ａ）および（Ｂ）に示す例は、リブ８を側壁部５Ａの内面に設けた例である。この実施例では、リブ８がカバー５の内部に突き出た状態になるので、リブ８は振り子運動する転動体３と干渉しない位置に設けられている。転動体３の振り子運動領域は転動室２の内部に限られ、かつ転動室２は所定の間隔をあけて設けられているから、各転動室２の間のいわゆるスポーク部の中央部にまで転動体３の外周面が到達することはない。したがって、リブ８はこのスポーク部に対応する位置の前記側壁部５Ａの内面に、カバー５の半径方向に向けて帯状もしくは線状に設けられている。このように転動体３に干渉しない位置にリブ８を設けた場合には、リブ８の高さ（側壁部５Ａの内面からの突出寸法）は、適宜に設定してよく、例えば回転体１の側面に当接する高さであってもよく、あるいは側壁部５Ａの剛性を必要十分に高くできるのであれば回転体１の側面から離隔している程度の高さであってもよい。なお、回転体１の側面に当接する高さに形成した場合には、リブ８は、前述した実施例における支柱部６と同様の機能、すなわちカバー５に対する変形荷重を支えて変形を抑制する機能をも果たす。

図５に示すように構成した場合であっても、リブ８はカバー５の曲げ剛性を向上させるから、カバー５の外部の圧力（例えば油圧）が高くなっても、その側壁部５Ａが転動体３に接触するほどには変形しない。言い換えれば、設計上想定される圧力によるカバー５の変形量が、転動体３に接触しない変形量になるように前記リブ８の形状が決められ、また断面二次モーメントが決められている。したがって、図５に示す実施例においても、前述した実施例におけるのと同様に、転動体３の円滑な振り子運動が補償されて制振性能が良好になり、また不要な摩擦や摩耗が防止されて耐久性が向上する。さらに、図５に示す構成では、カバー５の外面に突出する部材もしくは部分を設けないので、外形の寸法、特に軸線方向の寸法が増大することを回避でき、捩り振動低減装置あるいはこれを組み込んだトルクコンバータＴｃの小型化に有利になる。

リブ８を上記のように転動室２同士の間の部分に位置させる構成では、転動体３は振り子運動することによりそのリブ８に対して接近および離隔する。したがって転動体３が転動室２の端部にまで移動すると、転動体３が転動面４の内面に衝突したり、それに起因して異音が生じたりする可能性がある。このような事態を回避もしくは抑制するために、リブ８に緩衝部９を設けることができる。緩衝部９は、転動体３による衝撃力を緩和する部分であり、したがってリブ８の表面を合成樹脂などの柔軟材で形成し、あるいは柔軟材からなるシートをリブ８の表面に取り付けて緩衝部９とし、さらにはリブ８自体を柔軟材で形成してその表面部分を緩衝部９とすることができる。なお、その緩衝部９は、転動室２の内側にまで突出して位置させ、転動体３が転動室２の端部内面に当接する以前に緩衝部９に転動体３が接触するように構成してもよく、転動体３がフランジ部を両端部に有していて「Ｈ」形断面をなす構成であれば、緩衝部９はスポーク部の範囲内に収まる形状あるいは大きさであってよい。このように側壁部５Ａの内面のリブ８に緩衝部９を設けることにより、外圧によるカバー５の変形やそれに起因するカバー５と転動体３との接触を防止もしくは抑制することができ、かつ転動体３が限界位置まで移動することによる衝突音あるいは異音を防止もしくは抑制することができる。

なお、この発明は上述した各実施例に限定されないのであって、変形規制部としての支柱部やリブの形状、位置、数などは、この発明の目的を達成する範囲で適宜に変更してよい。

１…回転体、２…転動室、３…転動体、４…転動面、５…カバー、５Ａ…側壁部、６…支柱部、７…緩衝部材、８…リブ、９…緩衝部、Ｔｃ…トルクコンバータ。

Claims

トルクコンバータの内部に配置された回転体のトルクの変動に伴ってその回転体に対して相対的に振り子運動を行う転動体が、前記回転体の外周部に前記回転体の回転中心軸線と平行な方向に貫通して形成された転動室の内部に配置され、前記転動体および転動室が前記トルクコンバータ内のオイルから遮蔽されるようにカバーによって液密状態に覆われている捩り振動低減装置において、
前記カバーの前記転動体を挟み付ける方向の変形を抑制する変形規制部が設けられていることを特徴とする捩り振動低減装置。
請求項１に記載の捩り振動低減装置において、
前記変形規制部は、前記カバーの一部に形成されて該一部の剛性を他の部分より高くするリブによって構成されていることを特徴とする捩り振動低減装置。
請求項２に記載の捩り振動低減装置において、
前記リブは、前記カバーの内面でかつ振り子運動を行う前記転動体に干渉しない箇所に設けられていることを特徴とする捩り振動低減装置。
請求項３に記載の捩り振動低減装置において、
前記転動室は、前記回転体の回転方向に並んで複数形成され、
前記リブは、前記転動室同士の間の部分に対応する箇所に配置されるとともに、前記転動体が前記転動室内で前記リブに近い端部側に移動した際の緩衝を行う緩衝部を備えている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。
請求項１に記載の捩り振動低減装置において、
前記変形規制部は、前記カバーの前記転動体に対向する箇所を前記転動体に接近させる方向の荷重を支えて前記箇所が前記転動体に接触しない状態に保持する支柱部によって構成されていることを特徴とする捩り振動低減装置。
請求項５に記載の捩り振動低減装置において、
前記支柱部は、前記カバーの前記外周部に対向する内面と該内面に対向する前記回転体の側面との少なくともいずれか一方に設けられていることを特徴とする捩り振動低減装置。
請求項６に記載の捩り振動低減装置において、
前記転動室は、前記回転体の回転方向に並んで複数形成され、
前記支柱部は、前記転動室同士の間の部分に配置されるとともに、前記転動体が前記転動室内で前記支柱部に近い端部側に移動した際の緩衝を行う緩衝部を備えている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。